專利名稱：一種熒光標(biāo)識(shí)無(wú)磷環(huán)保型聚醚水處理劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)磷、無(wú)氮且可生物降解的熒光標(biāo)識(shí)環(huán)保型聚醚多功能水處理劑(APEY-PA)及其制備方法，屬于水處理劑制備與應(yīng)用范疇，適用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，尤其適用于高鈣冷卻水水質(zhì)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)磷水處理劑的在線檢測(cè)和自動(dòng)給藥。
背景技術(shù)：
目前研究較多且阻垢緩蝕效果較好的水處理劑多 為磷酸鹽類，如羥基亞乙基二膦酸(HEDP)、氨基三甲叉膦酸(AMP)及2-膦酸丁烷_(kāi) 1，2，4 -三羧酸(PBTC)等，雖然此類水處理劑有優(yōu)異的抑制碳酸鈣沉積性能和較好的緩蝕性能，但是由于HEDP、PBTC等因?yàn)橄鄬?duì)分子質(zhì)量較小(〈600)，功能基團(tuán)較少，對(duì)磷酸鈣垢和氧化鐵顆粒的抑制和分散作用差，對(duì)鋅鹽的穩(wěn)定性較差，在含有高鈣和高鐵的水質(zhì)中易形成難溶于水的有機(jī)磷酸鈣和有機(jī)磷酸鐵，影響了它的應(yīng)用。最重要的是此類水處理劑大量并廣泛的使用，已經(jīng)造成了菌藻的大量繁殖、水體的富營(yíng)養(yǎng)化等環(huán)境污染問(wèn)題，環(huán)境問(wèn)題日益受到人們的重視，再加上環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，開(kāi)發(fā)低磷和無(wú)磷水處理是21世紀(jì)的大勢(shì)所趨。現(xiàn)在研究較多的是無(wú)磷水處理劑是羧酸類水處理劑，如聚丙烯酸(PAA)、聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)等，雖然美國(guó)專利5062962和5147555表明PESA對(duì)CaCO3和CaSO4有較好的阻垢效果，但是阻磷酸鈣的效果很差，并且分散鐵的能力較差，此外此類水處理劑的緩蝕性能一般。美國(guó)Betz公司2003年推出新一代磺酸鹽共聚物AA-APES (丙烯酸-烯丙氧基聚乙氧基硫酸鹽共聚物)，阻Ca3 (PO4) 2的效率明顯提高，且AA-APES對(duì)水硬度、懸浮物、溫度有更高的承受力，是最新一代阻Ca3 (PO4) 2垢的無(wú)磷水處理劑，但APES中仍然含有引起水源富營(yíng)養(yǎng)化的氮元素且阻硫酸鈣垢效果較差。中國(guó)專利CN101003410A公開(kāi)了一種無(wú)磷的烯丙氧基聚醚阻垢劑及其制備方法，但該阻垢劑制備過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量難以處理的無(wú)機(jī)廢鹽，易造成二次污染而增加其工業(yè)化應(yīng)用成本。此外，無(wú)磷水處理劑一大缺點(diǎn)是由其結(jié)構(gòu)中不含磷從而無(wú)法用常用的鑰酸銨分光光度法檢測(cè)，從而無(wú)法對(duì)水處理藥劑的濃度進(jìn)行在線檢測(cè)和自動(dòng)給藥。熒光標(biāo)識(shí)聚合物的出現(xiàn)為工業(yè)循環(huán)冷卻水處理中的微量分析提供了一種快速準(zhǔn)確的新方法，由于其結(jié)構(gòu)分子中含有熒光基團(tuán)，可通過(guò)對(duì)熒光標(biāo)識(shí)的物質(zhì)的測(cè)定十分迅速和方便地獲得其在體系內(nèi)的藥劑濃度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)準(zhǔn)確的檢測(cè)和給藥控制，這樣就可避免因水中藥劑檢測(cè)不準(zhǔn)確造成腐蝕、結(jié)垢等不利因素，可以更好的對(duì)水處理藥劑進(jìn)行在線檢測(cè)和自動(dòng)給藥。大大提高了生成效率和控制的準(zhǔn)確度。因此開(kāi)發(fā)一種熒光標(biāo)識(shí)綠色環(huán)保型多功能水處理藥劑，在水處理應(yīng)用中將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)環(huán)境效益。本發(fā)明采用馬來(lái)酸酐開(kāi)環(huán)綠色反應(yīng)工藝制得聚醚羧酸反應(yīng)單體，進(jìn)而和含乙烯基不飽和雙鍵單體以及含有芘類熒光基團(tuán)的烯丙氧基單體共聚制備了一種熒光標(biāo)識(shí)的無(wú)磷非氮且可生物降解的綠色環(huán)保型聚醚多功能水處理劑。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的是提供一種熒光標(biāo)識(shí)無(wú)磷環(huán)保型聚醚水處理劑(APEY-PA)及其制備方法，該水處理劑可生物降解，并具有優(yōu)異的阻垢、分散和緩蝕性能，是一種環(huán)境友好且能夠?qū)崿F(xiàn)在線檢測(cè)和自動(dòng)給藥的聚醚水處理劑。技術(shù)方案本發(fā)明的熒光標(biāo)識(shí)無(wú)磷環(huán)保型聚醚水處理劑(APEY-PA)是以聚醚羧酸反應(yīng)單體、含乙烯基不飽和雙鍵的單體及8-烯丙氧基-1，3，6-芘三磺酸鈉熒光單體進(jìn)行自由基共聚而得，其結(jié)構(gòu)通式為
權(quán)利要求
1.一種熒光標(biāo)識(shí)無(wú)磷環(huán)保型聚醚水處理劑，其特征在于該水處理劑以聚醚羧酸反應(yīng)單體、含乙烯基不飽和雙鍵的單體及8-烯丙氧基-1，3，6-芘三磺酸鈉熒光單體進(jìn)行自由基共聚而得，其結(jié)構(gòu)通式為u I I T^H_CH++Ai7tCH2—〒葉T-f CH-CK^ A ^ CH2- CH-^I^H2I h2O-[-CH2CH2O-I^ C=OCpH2°T"TS°3fSiaNaO3Sv^rOW NaO3S人^ SO3NaNa03SAAs03Na 其中A是含乙烯基不飽和雙鍵單體聚合后的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，聚合度X為1飛000，聚合度y為I 5000，聚合度z為I 5000，聚合度n為I 5000，聚合度p為I 5000，聚合度q為I 5000，重復(fù)單元m為I 100。
2.一種如權(quán)利要求I所述的熒光標(biāo)識(shí)無(wú)磷環(huán)保型聚醚水處理劑的制備方法，其特征在于該制備方法為 在N2氛下，以烯丙基聚乙二醇單醚質(zhì)量為基準(zhǔn)，將烯丙基聚乙二醇單醚和0. I 5倍烯丙基聚乙二醇單醚質(zhì)量的馬來(lái)酸酐加入反應(yīng)釜中，5(Tl50°C下反應(yīng)0. 5 10h，得聚醚羧酸反應(yīng)單體；將溫度調(diào)至6(T95°C后，加入0. I飛倍烯丙基聚乙二醇單醚質(zhì)量的含乙烯基不飽和雙鍵的單體、0. OOfO. 5倍烯丙基聚乙二醇單醚質(zhì)量的8-烯丙氧基-1，3，6-芘三磺酸鈉熒光單體、0. oro. 5倍烯丙基聚乙二醇單醚質(zhì)量的無(wú)機(jī)引發(fā)劑、3 25倍烯丙基聚乙二醇單醚質(zhì)量的水，混勻后繼續(xù)在6(T95°C下反應(yīng)0. 5 10h，冷至室溫，制得5 80wt %熒光標(biāo)識(shí)無(wú)磷環(huán)保型聚醚多功能水處理劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種熒光標(biāo)識(shí)無(wú)磷環(huán)保型聚醚水處理劑的制備方法，其特征在于該制備方法中所述的含乙烯基不飽和雙鍵的單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來(lái)酸酐、馬來(lái)酸、衣康酸、富馬酸、丙烯酸羥甲酯、甲基丙烯酸羥甲酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丁酯、丙烯酸羥己酯、馬來(lái)酸單甲酯、馬來(lái)酸單乙酯、馬來(lái)酸單異丙酯、馬來(lái)酸異丁酯、馬來(lái)酸單叔丁酯、馬來(lái)單稀丙酯、富馬酸單甲酯、富馬酸單乙酯、富馬酸單丙酯、富馬酸二羥丙酯或富馬酸單丁酯的一種或多種的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種熒光標(biāo)識(shí)無(wú)磷環(huán)保型聚醚水處理劑的制備方法，其特征在于該制備方法中所述的無(wú)機(jī)引發(fā)劑為過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸鉀、偏重亞磺酸鈉、偏重亞磺酸鉀、過(guò)磺酸鈉、過(guò)磺酸鉀或過(guò)氧化氫中的一種或者多種的組合。
全文摘要
一種熒光標(biāo)識(shí)無(wú)磷環(huán)保型聚醚水處理劑(APEY-PA)涉及一種無(wú)磷、無(wú)氮、可生物降解且能夠?qū)崿F(xiàn)在線檢測(cè)和自動(dòng)給藥的綠色環(huán)保型聚醚多功能水處理劑(APEY-PA)及其制備方法，屬于水處理劑制備與應(yīng)用范疇，適用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，尤其適用于高鈣冷卻水水質(zhì)。以聚醚羧酸反應(yīng)單體、含乙烯基不飽和雙鍵的單體及8-烯丙氧基-1,3,6-芘三磺酸鈉熒光單體進(jìn)行自由基共聚而得，其結(jié)構(gòu)通式為其中A是含乙烯基不飽和雙鍵單體聚合后的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，聚合度x為1~5000，聚合度y為1~5000，聚合度z為1~5000，聚合度n為1~5000，聚合度p為1~5000，聚合度q為1~5000，重復(fù)單元m為1~100。
文檔編號(hào)C02F5/10GK102786152SQ201210270398
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月1日
發(fā)明者凌磊, 劉亞輝, 劉廣卿, 吳文導(dǎo), 周鈺明, 姚清照, 孫偉, 曹科, 王虎傳, 黃鏡怡 申請(qǐng)人:東南大學(xué)